Koncepcja modernizacji napędu elektrycznego wózka platformowego

• Autorzy: Rossa, R. , Król, E.

Warianty tytułu

EN

The concept of the modernization of electric drive in platform tractor

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule opisano koncepcję modernizacji napędu elektrycznego wózka platformowego (rysunek 1) zasilanego z baterii trakcyjnej. W starym rozwiązaniu napędu, znanym od kilkudziesięciu lat, stosowano jeden lub dwa silniki szeregowe prądu stałego. Rozwiązanie to charakteryzuje się bardzo niską sprawnością, zwykle poniżej 80 % oraz wysokimi kosztami obsługi technicznej, wynikającymi z konieczności remontów i napraw komutatora mechanicznego i szczotek w silniku. W celu podniesienia sprawności napędu oraz zmniejszenia czasu i kosztów obsługi technicznej wózków, zaproponowano nowe rozwiązanie napędu elektrycznego, w którym zastosowano wysokosprawny silnik synchroniczny z magnesami trwałymi zagłębionymi (ang. skrót IPMSM od Interior Permanent Magnet Synchronous Motor) z wirnikiem wewnętrznym i uzwojeniem twornika rozłożonym quasi-sinusoidalnie. W silnikach IPMSM nie występuje komutator mechaniczny i szczotki. Silnik IPMSM jest zasilany z nowoczesnego falownika energoelektronicznego, dedykowanego do zastosowań w pojazdach elektrycznych lub hybrydowych. W artykule opisano w skrócie konstrukcję prototypowego silnika IPMSM oraz zamieszczono podstawowe dane techniczne, wyniki badań laboratoryjnych oraz mapy sprawności zmodernizowanego napędu elektrycznego wózków platformowych.

EN

The paper deals with a prototype of modern electric drive system dedicated to all-electric battery-powered platform tractors manufactured in Poland (Fig.1). In the old solutions of electric drive for this application the DC series motors were used. The main disadvantages of old drive solutions are very low efficiency, usually below 80 % and high DC motor maintenance costs due to the existence of brushes and mechanical commutator. To increase the efficiency of the electric drive in platform tractors and to decrease the time and the costs of drive maintenance the new, modern solution of this drive has been proposed. The modernized platform tractor will be equipped with the Interior Permanent Magnet Synchronous Motor (IPMSM) with inner rotor and sinusoidally distributed stator winding. IPMSM is a kind of brushless electric motor, i.e. without mechanical commutator and brushes. IPMSM is powered by a modern inverter dedicated for use in all-electric or hybrid vehicles. The paper describes shortly the construction of newly designed prototype of IPMSM. The main technical parameters, laboratory test results and efficiency maps of modernized electric drive for platform tractors are shown.

Słowa kluczowe

PL

wózek platformowy; napęd elektryczny; silnik synchroniczny z magnesami trwałymi

EN

platform tractor; electric drive; permanent magnet synchronous motor

• Czasopismo: Logistyka
• Rocznik: 2015
• Tom: nr 4
• Strony: 5502--5511, CD2
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys.

Twórcy

autor

Rossa, R.

• Instytut Napędów i Maszyn Elektrycznych KOMEL,

autor

Król, E.

• Instytut Napędów i Maszyn Elektrycznych KOMEL,

Bibliografia

• 1. Mróz J., Skupień K., Drwięga A., Budzyński Z., Polnik B., Czerniak D., Dukalski P., Brymora L.: "Gentle accumulator drive (GAD) – new directions of development for the mining industry" - Przegląd Elektrotechniczny, nr 06/2013.
• 2. Bernatt J., Pistelok P., Krol E., "Investigations on efficiency improvements of electrical propulsion system for a light airplane", Electrical Machines and Power Electronics and 2011 Electromotion Joint Conference (ACEMP), 2011 International Aegean Conference on, pp. 421,424, 8-10 Sept. 2011.
• 3. Bernatt J., Krol E., Pistelok P., “Electrical propulsion system for aviation - Experimental validation of efficiency improvements”, Conference: Electric Vehicle Symposium, EVS 26, Los Angeles, California, May 6-9, 2012.
• 4. Glinka T.: „Maszyny elektryczne wzbudzane magnesami trwałymi”, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2002.
• 5. Pillay P., Krishnan R., "Modeling, simulation, and analysis of permanent-magnet motor drives. II. The brushless DC motor drive", Industry Applications, IEEE Transactions on, vol. 25, no. 2, pp. 274,279, Mar/Apr 1989.
• 6. Pillay P., Krishnan R., "Modeling, simulation, and analysis of permanent-magnet motor drives. I. The permanent-magnet synchronous motor drive", Industry Applications, IEEE Transactions on, vol. 25, no. 2, pp. 265,273, Mar/Apr 1989.
• 7. Gieras J.F., “Permanent Magnet Motor Technology: Design and Applications, Second Edition”, CRC Press, 2002, ISBN 0824743946, 9780824743949.
• 8. Finken T., Hafner M., Felden M., Hameyer K., “Design rules for energy efficient IPM motors in HEV applications”, International Conf. and Exhibition on Ecological Vehicles and Renewable Energies, EVER, Conf. Proc., Monaco, France, March 2010.
• 9. Jahns T.M., Kliman G.B., Neumann T.W., “Interior Permanent-Magnet Synchronous Motors for Adjustable-Speed Drives”, IEEE Trans. on Ind. Appl., vol. 22, no. 4, pp. 738-747, July/Aug. 1986.
• 10. Morimoto S., Sanada M., Takeda Y., Taniguchi K., “Optimum Machine Parameters and Design of Inverter-Driven Synchronous Motors for Wide Constant Power Operation”, Ind. Appl. Society Annual Meeting, 1994, Conference Record of the 1994 IEEE, pp. 177-182.
• 11. Schiferl R.F., Lipo T.A., “Power Capability of Salient Pole Permanent Magnet Synchronous Motors in Variable Speed Drive Applications”, IEEE Trans. on Ind. Appl., vol. 26, no. 1, pp. 115-123, Jan./Feb. 1990.